摘 要:通過對中考數(shù)學(xué)試題的分析,在常見幾何圖形和函數(shù)圖像中抽象分離出 “K形相似”模型,研究解決問題的方法策略,理解模型的本質(zhì),并落實在日常的教學(xué)之中.
關(guān)鍵詞:K形相似;顯性與隱性;展望與思考
作者簡介:張新尚(1970-),男,江蘇睢寧人,本科,中學(xué)高級教師,研究方向:初中數(shù)學(xué)教學(xué)和命題研究.
“K形相似”問題也稱“一線三等角”問題,其獨特的條件和結(jié)論,為我們所熟知,并從不同的角度對其進行了研究它通常融于常見的幾何圖形和函數(shù)圖像中,能夠有效地考查學(xué)生對核心知識的掌握程度以及分析問題、解決問題的數(shù)學(xué)能力由于其立意新穎、綜合性強、可信度高、數(shù)學(xué)思想豐富等特點,受到各地中考命題專家的持續(xù)青睞筆者對徐州市2010-2018年連續(xù)九年的中考數(shù)學(xué)試卷進行了分析,發(fā)現(xiàn)“K形相似”問題考查了8次之多!以翻折、旋轉(zhuǎn)等變換方式和常見的一次函數(shù)、二次函數(shù)和反比例函數(shù)等為背景,綜合直角三角形、等腰三角形、圓、矩形、菱形、正方形等基本幾何圖形,對該類數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用進行考查 本文從中選取部分試題,從“顯性和隱性”兩個方面對“K形相似”問題進行賞析,探尋分析、解決問題的方法,以期發(fā)現(xiàn)某些共性,更好地服務(wù)于教學(xué).
當(dāng)PB與⊙C相切時,PB與y 軸的距離最大,OE的值最大,
賞析 本題以學(xué)生熟悉的、簡單的二次函數(shù)和圓為背景,求函數(shù)圖像與坐標(biāo)軸的交點坐標(biāo)、直角三角形的存在性以及線段的最值,題目易于入手,也給學(xué)生一定的親切感正是直角三角形的存在性,使得“K形相似”模型逐漸浮出水面,隨著問題的深入,思維含量也越來越高,可以說是近年來壓軸題中的優(yōu)質(zhì)試題.題目考查了二次函數(shù)的圖像與性質(zhì)、直角三角形、勾股定理、直線與圓的位置關(guān)系、相似三角形的判定與性質(zhì)以及三角形的中位線等同時,又包含著豐富的數(shù)學(xué)思想,諸如函數(shù)思想、模型思想、轉(zhuǎn)化、分類討論和數(shù)形結(jié)合等等,考查學(xué)生的綜合運用知識的能力例6、例7和例8實質(zhì)都是直角三角形的存在性問題,解決的方法上都是利用直角構(gòu)造“K形相似”模型,有著異曲同工之妙.
從復(fù)雜的圖形中分離出“ K形相似”模型就是利用方程或函數(shù)等來表示數(shù)量之間的關(guān)系或變化規(guī)律縱觀徐州市連續(xù)多年的中考試題,既有把模型融入在圖形的變換方式中,又有在幾何圖形和函數(shù)圖像中 若三個相等角(更多的是直角)的頂點在同一條直線上時,易于找出相似三角形;若只有一個或兩個直角時,可以構(gòu)造出“K形相似”當(dāng)點在幾何圖形上時,根據(jù)相似模型,利用相似三角形的性質(zhì)求出相應(yīng)的數(shù)量關(guān)系;當(dāng)點在函數(shù)圖像上時,不妨根據(jù)函數(shù)表達式設(shè)點的坐標(biāo),利用相似三角形的對應(yīng)邊成比例求出點的坐標(biāo) 當(dāng)然,在運用模型解決問題時,常常會借助勾股定理等知識進行求解,同時注意數(shù)形結(jié)合、分類討論、轉(zhuǎn)化、方程、參數(shù)等數(shù)學(xué)思想方法的恰當(dāng)運用
三、展望與思考
從復(fù)雜圖形中分離出基本圖形是學(xué)生必備的重要能力之一近年來的各地中考數(shù)學(xué),幾乎每一份試卷都有運用“K形相似”模型解決問題的試題,既要求學(xué)生有敏銳的幾何直觀能力,把模型從復(fù)雜的圖形中抽象分離出來,又能綜合運用其它的知識以及數(shù)學(xué)思想方法解決問題的能力,在掌握知識與技能的同時,積累思維和實踐經(jīng)驗,形成數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
展望未來,這類問題依然會受到命題專家的青睞. 這類問題中的直角還有進一步隱蔽的趨勢,例如利用直線與圓相切、直徑所對的圓周角、等腰三角形的“三線合一”等方式呈現(xiàn),重點考查學(xué)生對初中核心數(shù)學(xué)知識掌握情況以及分析問題、解決問題的能力當(dāng)然,也可以是其它的特殊角,例如把30°、60°、45°角等融入其中,綜合銳角三角形函數(shù)、勾股定理、相似三角形等知識,充分體現(xiàn)“抽象、推理、模型、運算能力、直觀想象” 等方面的能力要求.
各地的中考命題對教學(xué)起到了導(dǎo)向的作用在平時的教學(xué)中,要注重基礎(chǔ)知識的教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生對所學(xué)知識的理解運用,體會知識之間的相互聯(lián)系,還要有意識的培養(yǎng)學(xué)生對基本題型和基本圖形的敏銳觀察力,借給學(xué)生“數(shù)學(xué)慧眼”,發(fā)展基本模型識別和提煉的能力,積累和展現(xiàn)數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗,從過程中提煉方法,從方法中感悟思想,最終實現(xiàn)數(shù)學(xué)思維品質(zhì)的提升,只有這樣才能有利于學(xué)生的發(fā)展.
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